一种车载集中控制设备的制作方法

本实用新型属于车载控制设备技术领域，尤其是涉及一种车载集中控制设备。

背景技术：

应急监测车因具有集成度高、救援快速等特点，已经被广泛应用到海洋监测、森林防火、地理信息等众多领域。应急监测车一般包括车顶云台摄像、视频会议、视频矩阵、硬盘录像机等设备。集中控制设备通过对这些设备进行统一控制，不仅节约了车内的作业空间，还减轻了作业人员的工作负荷。

现有的集中控制设备大多采用两套硬件控制系统，分别实现车载设备的配电和控制，各种设备都是分散的，设备安装效率低，占用空间大，可扩展性低，人机交互性差。

现有技术的缺点：

1)现有的集中控制设备集成度低，设备分散，设备占用空间大，安装效率低且设备容易损坏，现场作业能力低；

2)现有的集中控制设备可扩展性差，不能集成多种车载设备，导致应急车功能单一，无法完成多车载设备同时作业的要求；

3)现有的集中控制设备缺乏严格规范的人机交互设计，用户体验差，仅能通过硬件按钮或者人机界面简单操作，不能通过网络进行远程操作；

4)现有的集中控制设备仅能通过单一的控制方式，失效后将导致整个系统崩溃，可靠性差；

现有的集中控制设备在雷雨天气环境下，作业安全性差，在遭受雷击的情况下，不能有效的保护车载设备。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种车载集中控制设备，以解决现有的控制设备功能单一，占用空间大，智能程度低的情况。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车载集中控制设备，包括PLC控制模块，以及PLC控制模块连接的电源管理模块、用户交互模块、通信接口模块,所述电源管理模块还连接强弱电接口模块；通过所述电源管理模块为控制设备和外部连接设备供电；

所述强弱电接口模块包括多种接入电接口，为车载控制设备和外部连接设备供电；

所述车载集中控制设备采用一体式设计，所述PLC控制模块和电源管理模块都安装在同一个机箱中。

进一步的，所述机箱为长方体结构，所述机箱两侧侧面板的内侧安装有滑动导轨，机箱底部安装有两个滑动导轨，通过所述滑动导轨安装机箱内部设备，所述滑动导轨对应设有塑料结构件，通过所述塑料结构件防止安装好的设备滑动；所述机箱的侧面板上设有散热孔。

进一步的，所述通信接口包括一个12P接口和两个8P接口，所述12P 接口连接PLC控制模块的AD扩展模块，所述8P接口连接PLC控制模块的IO 扩展模块，一个所述8P接口连接一个所述IO扩展模块。

进一步的，所述12P接口对应连接积水传感器接口、温湿度传感器接口和多个红外接口；通过红外接口无线控制车载硬盘录像机、视频会议设备；所述8P接口包括多个RS485接口和多个RS232接口，通过RS485接口和RS232 接口与外部设备进行数据传输。

进一步的，所述电源管理模块包括继电器、多个接触器、多种电源模块，所述接触器包括第一4P接触器、第二4P接触器、9路2P接触器；在有市电和发电同时供电时，通过第一4P接触器优先选择市电供电；所述第一4P接触器连接第二4P接触器，在有市电或发电供电和UPS供电时，通过第二4P 接触器选择合适的供电方式；第二4P接触器连接继电器，所述继电器通过多种电源模块为控制设备供电，所述第二4P接触器还连接9路2P接触器，通过2P接触器为外部设备供电；所述电源管理模块还包括市电、发电、UPS 三种供电对应的空气开关，以及市电、发电的上电状态指示灯。

进一步的，所述电源管理模块还包括4个电压变送器和一个电流互感器，通过所述电压变送器将市电电压、发电电压、UPS电压、12V电压转化成标准值，经过模数转换电路传输给PLC控制模块；通过电流互感器采集系统电流，经过模数转换电路传输给PLC控制模块；PLC控制模块通过电压变送器和电流互感器采集电压、电流、电能信息。

进一步的，所述用户交互模块包括触摸屏和复位式操作按钮，所述9路 2P接触器还都连接PLC控制模块，所述操作按钮包括时序上电、时序断电、视频会议、UPS直通，通过时序上电、时序断电可对车载设备依次供电，避免同时供电对发电机和UPS电源冲击过大，造成设备损坏。

进一步的，所述PLC控制模块还连接声光报警器，在设备欠压或者温度过高时，PLC控制模块向声光报警器发送控制信号，控制声光报警器进行报警。

进一步的，所述强弱电接口包括14个航空插接头，供电接口航空插头电力流出端使用母头，流入端使用公头；所述强弱电接口包含市电输入、发电输入、UPS入、UPS出4路接口，8路AC供电接口，2路12V供电接口。

进一步的，所述PLC控制模块还连接以太网接口，经过交换机与车载网络终端组网，通过移动终端可以远程进行查看数据，以及下达操作命令；所述车载集中控制设备还包括浪涌保护器，所述浪涌保护器串联在电路中。

相对于现有技术，本实用新型所述的车载集中控制设备具有以下优势：

(1)本实用新型所述的车载集中控制设备将分散的单元集成在一个19 英寸标准4U机箱内，采用模块化设计，功能划分为人机交互模块、PLC控制模块、电源管理模块、扩展功能模块和远程监控模块，减小了设备占用空间，解决了目前集中控制设备集成度差、占用空间大、安装效率低的问题。

(2)本实用新型所述的车载集中控制设备预留多路直流和交流供电接口，可对每个接口进行实时控制和监测，同时留有红外、RS485、RS232、以太网接口、USB Host等通信接口，能扩展连接所有支持以上接口的设备，如视频矩阵、车顶云台、硬盘录像机、视频会议、温湿度传感器、积水传感器等，用户可以根据需求进行定制，解决了目前集中控制设备可扩展性差、功能单一的问题。

(3)本实用新型所述的车载集中控制设备将集中控制设备通过以太网接口，经交换机与车载网络终端设备组网，平板电脑或手机等设备可通过网络远程监控所有中控数据。同时也能使用集中控制设备上人机界面和硬件按钮进行控制，解决了目前集中控制设备仅能通过人机界面或者硬件按钮简单控制、用户体验差等问题。

(4)本实用新型所述的车载集中控制设备采用多种控制方式，包括平板和电脑远程控制、人机界面和硬件按钮控制，避免了单一方式控制失效导致系统不能正常工作的问题，提高了系统的可靠性。

(5)本实用新型所述的车载集中控制设备包含雷电保护装置，能够有效抑制因雷电等原因造成电网的浪涌，保护自身及后端设备，解决了雷雨天气户外作业的安全性问题。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的车载集中控制设备原理结构图；

图2为本实用新型实施例所述的车载集中控制设备俯视图；

图3为本实用新型实施例所述的车载集中控制设备正视图；

图4为本实用新型实施例所述的车载集中控制设备侧后视结构图；

图5为本实用新型实施例所述的车载集中控制设备电源管理模块配电流程图。

附图标记说明：

1-机箱；2-滑动导轨；3-强弱电接口；4-通信接口；41-12P接口；42-8P 接口；5-声光报警器；6-操作按钮；7-触摸屏；8-散热孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图5所示，一种车载集中控制设备，其特征在于：包括PLC控制模块，以及PLC控制模块连接的电源管理模块、用户交互模块、通信接口 4模块,所述电源管理模块还连接强弱电接口3模块；通过所述电源管理模块为控制设备和外部连接设备供电；

所述强弱电接口3模块包括多种接入电接口，通过多种方式为车载控制设备和外部连接设备供电；

所述车载集中控制设备采用一体式设计，所述PLC控制模块和电源管理模块都安装在同一个机箱1中。

机箱1为长方体结构，所述机箱1两侧侧面板的内侧安装有滑动导轨2，机箱1底部安装有两个滑动导轨2，通过所述滑动导轨2安装机箱1内部设备，所述滑动导轨2对应设有塑料结构件，通过所述塑料结构件防止安装好的设备滑动；所述机箱1的侧面板上设有散热孔8。

人机交互模块完成集中控制设备的操作显示，通过工业人机界面上布置组态软件，可实现对车载设备的配电和控制。配电包括时序上电和时序断电、单独上下电、UPS直通、电压和电流监控等。控制主要对车顶云台、视频矩阵、视频会议等设备进行控制。在组态软件失效后，通过时序上电、时序断电、UPS直通等硬件按钮可进行简单的配电。PLC控制模块主要实现系统配电管理的实现，以及温湿度、电压、电流等参数采集和处理。电源管理模块主要为集中控制设备自身供电，包括PLC控制模块、人机交互模块等。扩展接口模块包括多路交流和直流供电接口，另外还提供了RS232、RS485、红外、以太网接口、USB接口等多种通信接口4，方便用户进行扩展。另外为了提高用户操作的便携性，可在平板和手机等移动设备上部署安卓软件，将集中控制设备和平板或手机组网，实现对车载设备配电和控制的远程管理。

如图2至图4所示，由前面板、两侧面板、后面板、底板、上盖板、两把手、两侧耳及固定件组成；两把手通过螺钉固定在前面板两侧；可通过两侧耳固定在应急监测车机柜上；

中间安装一个人机交互界面，配置7寸真彩显示屏，支持触摸操作，可部署组态软件；前面板左侧有四个带灯复位式操作按钮6，分别是时序上电、时序断电、视频会议、UPS直通，通过人机界面可实时同步操作；左下方为一个声光报警器5，在欠压、温度过高过低等状态下报警；前面板右侧有三个空气开关，分别是市电、发电、UPS；上方两个指示灯分别指示市电、发电的上电状态；

采用时序上电、时序断电可对车载设备依次供电，避免同时供电对发电机和UPS电源冲击太大，造成设备损坏；

两侧面板开设通风孔，形成良好的风道，保证系统不会因过热而损坏。

其中，所述通信接口包括一个12P接口41和两个8P接口42，所述12P 接口41连接PLC控制模块的AD扩展模块，所述8P接口42连接PLC控制模块的IO扩展模块，一个所述8P接口42连接一个所述IO扩展模块。

12P接口41包含3路红外接口，1路24V电源传感器，1路积水传感器接口，1路温湿度RS485通信接口4；3路红外接口可控制硬盘录像机、视频会议等可用红外遥控器控制的车载设备；通过积水传感器接口可以检测车上的积水状况；通过RS485接口可对车内温度、湿度进行监测。8P接口42可扩展多路RS485通信接口4和RS232通信接口4，实现对视频矩阵、车顶云台等设备的集中控制。

如图5所示，电源管理模块包括继电器、多个接触器、多种电源模块，所述接触器包括第一4P接触器、第二4P接触器、9路2P接触器；在有市电和发电同时供电时，通过第一4P接触器优先选择市电供电；所述第一4P接触器连接第二4P接触器，在有市电或发电供电和UPS供电时，通过第二4P 接触器选择合适的供电方式；第二4P接触器连接继电器，所述继电器通过多种电源模块为控制设备供电，所述第二4P接触器还连接9路2P接触器，通过2P接触器为外部设备供电；所述机箱1的前面板上安装市电、发电、 UPS三种供电的空气开关，以及市电、发电的上电状态指示灯；所述第一4P 接触器、第二4P接触器、9路2P接触器和继电器都安装在机箱1的右侧面板上。

电源管理模块还包括4个电压变送器和一个电流互感器，通过所述电压变送器将市电电压、发电电压、UPS电压、12V电压转化成标准值，经过模数转换电路传输给PLC控制模块；通过电流互感器采集系统电流，经过模数转换电路传输给PLC控制模块；PLC控制模块通过电压变送器和电流互感器采集电压、电流、电能信息；所述电压变送器安装在机箱1的左侧面板上。

电压变送器将市电、发电、UPS、12V电压转换为标准值(0-5V)，电流互感器感知系统电流(0-5V)，然后经过AD扩展模块采样，输送到PLC主机内进行处理，实时监测车内供电系统的电压、电流、电能等信息；

右侧面板4上器件通过标准导轨固定在侧壁上，从前向后依次为两个4P 接触器、9个2P接触器、1个继电器；第一个4P接触器控制市电、发电的切换，市电优先于发电，第二个4P接触器控制UPS直通和旁通的切换，UPS 直通优先于UPS旁通；9个2P接触器分别控制8路AC供电接口和1路直流供电的通断；1个继电器控制集中控制设备内部器件的供电；

4P接触器为2路常开，2路常闭，零线和火线同时开闭以保证安全。一个接触器控制市电和发电的切换，市电优先于发电。一个接触器控制UPS直通和旁通的切换，UPS直通主要用于UPS故障或者未接时，市电或发电的输出直接绕过UPS给系统供电，UPS旁通时，市电或发电的输出经过UPS给系统供电，UPS直通优先于UPS旁通；

2P接触器为2路常开，可控制系统的交流强电和12V输出，受控于PLC 控制器的输出状态；

继电器控制类似于双刀双掷，当外接UPS电源时，采用UPS为系统供电，优先于市电、发电；当未接UPS电源时，采用市电或发电为系统供电，用于系统内部24V和5V供电，经过电流较小。

用户交互模块包括安装在前面板的触摸屏7和触摸屏7一侧的复位式操作按钮6，所述9路2P接触器还都连接PLC控制模块，所述操作按钮6包括时序上电、时序断电、视频会议、UPS直通，通过时序上电、时序断电可对车载设备依次供电，避免同时供电对发电机和UPS电源冲击过大，造成设备损坏。

PLC控制模块还连接声光报警器5，在设备欠压或者温度过高时，PLC 控制模块向声光报警器5发送控制信号，控制声光报警器5进行报警，所述声光报警器5安装在机箱1的前面板上。

机箱1的左侧面板上安装有标准轨道，所述标准轨道从前向后依次连接 PLC控制模块，以及IO扩展模块、AD扩展模块，所述PLC控制模块、IO扩展模块、AD扩展模块两侧采用塑料夹配合结构件进行固定，防止沿轨道滑动。

如图5所示，强弱电接口3、通信接口4都安装在机箱1的后面板上；所述强弱电接口3包括14个航空插接头，供电接口航空插头电力流出端使用母头，流入端使用公头；包含市电输入、发电输入、UPS入、UPS出4路接口，8路AC供电输出接口，2路12V供电接口。

PLC控制模块还连接以太网接口，经过交换机与车载网络终端组网，通过移动终端可以远程进行查看数据，以及下达操作命令；所述车载集中控制设备还包括浪涌保护器，所述浪涌保护器串联在电路中。

底板靠近前面板一侧导轨上从左向右依次为弱电接线端子、防雷器、强电接线端子、电流互感器。防雷器能有效的保护应急监测车上的集中控制设备及其后端设备免受雷击的损害；为了防止器件沿导轨前后滑动，两侧采用塑料夹配合结构件进行固定；底板靠近后面板一侧导轨从左向右依次为12V 电源模块、红外集中控制模块；红外集中控制模块能够控制视频会议、硬盘录像机等车载设备，代替遥控器，方便用户操作；为了防止器件沿导轨前后滑动，两侧采用塑料夹配合结构件进行固定；底板两导轨间安装着5V电源模块，为红外集中控制模块供电；

所有输入输出设备地线与机壳连接，然后通过壳体或者接地柱连接到应急监测车的接地端；

可通过组网使用平板、手机等设备进行远程控制。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。